JP4143037B2 - バックライト装置 - Google Patents

Description

本発明は、液晶テレビ等の光源として用いられるバックライト装置に関し、詳しくはバックライト装置を構成する光学シートにしわが発生しないように支持して均一な輝度が得られるバックライト装置に関する。

従来、液晶テレビ等の液晶表示装置に用いられるバックライト装置は、光源である蛍光ランプの前方にアクリル板等からなる拡散板を配置しその前面にＩＴＯシート、拡散フィルム、プリズムシート、反射偏光フィルム等の光学シートが配置されている。これら拡散板、光学シートは互いに膨張率が異なる。そのため、バックライト装置が点灯される度に、常温から温度上昇を始めるにつれて互いに異なる伸び量で膨張する。このとき拡散板に光学シートが部分的あるいは全面で密着した状態にあると、互いの伸縮量が異なるため、光学シート側にリング状のしわが発生する。しわが発生すると、その前面の液晶パネルに陰が映り、輝度が不均一になるという問題が発生した。

その対策として従来は、バックライト装置の照射面が垂直に支持される場合は、拡散板の上端部が当接する反射板ベースプレートの当接面に複数のピンを突設して、上端に孔を形成した拡散板、各光学シートをそのピンに係止し、拡散板、光学シートをその自重で吊り下げた状態で保持していた。この状態では、光学シートに厚み方向に外力が加わらずに、光学シートは拡散板に対して密着することなく微小な隙間を介して自由に伸縮できるように保持されている。このように構成されたことで、比較的小型のサイズのバックライト装置の場合は目立つ大きさのしわを発生することなく保持できる。しかし、バックライト装置のサイズが大きくなると、光学シートを拡散板に対して密着することなく保持することが困難となり、一部または全面で光学シートが拡散板に対して密着することになり、しわの発生を招くことになり、そのしわが目立つ大きさになると、前面の液晶パネルに陰が映ることがあった。その対策として、特許文献１に記載されるように、光学シートの端部を押さえるようにしたものがある。
特開平１１−２８１９６６号公報

このように、従来は光学シートに発生するしわを防ぐため、光学シートの縁を押さえることが試みられており、やや大きい中型サイズのバックライト装置では、それなりに効果が得られるが、バックライト装置がさらに大型になると、光学シートの伸びも比例して大きくなり、単に光学シートの縁を押さえただけではしわの発生を完全に防ぐことができなかった。そこで本発明は、熱膨張による光学シートの伸び量が大きい大型サイズのバックライト装置であっても、光学シートのしわの発生を確実に防止することのできるバックライト装置を提案することを目的とした。

上記課題を解決するために、本発明は、光源の前方に拡散板を配置し該拡散板の前面に光学シートを配置したバックライト装置において、前記光学シートの縁に温度上昇すると変形する感温素子を接続して、感温素子の光学シートとの接続部分が温度上昇による光学シートの膨張分を吸収するように変位する構成とするとともに、前記光学シートに外方向への張力を付与して支持する。ここで、前記感温素子はバイメタルにより構成することが好ましい。なお、前記拡散板および光学シートの形状を矩形にして、相対する短辺または長辺いずれかの一方の辺の縁に前記感温素子を接続することが好ましい。また、前記拡散板および光学シートの形状を矩形にして、相対する短辺および長辺のそれぞれの一方の辺の縁に前記感温素子を接続することが好ましい。さらには、前記拡散板および光学シートの形状を矩形にして、４辺それぞれの縁に前記感温素子を接続することが好ましい。

以上述べたように本発明によれば、光学シートの縁に温度上昇すると収縮する感温素子を接続するとともに、前記光学シートに外方向への張力を付与して支持したことで、光学シートが温度変化により膨張と収縮を繰り返しても、その伸び縮みが感温素子により吸収されてしわの発生が解消され、均一な輝度のバックライト装置が得られる。その結果、バックライト装置の大型化も可能になる。

以下、図に基づいて本発明の実施形態を説明する。
図１は本発明のバックライト装置を用いた液晶表示装置の第１の実施形態を示し、図（ａ）は正面図、図（ｂ）は縦断面図であり、図２は図１の（ａ）の下端を拡大して模式的に示した図である。これらの図において、１は反射板をかねた筐体であり、内部に等間隔で光源の蛍光管２が配置され、その前方にアクリル等の拡散板３が配置され、その前面に３枚の光学シート４が配置されている。光学シート４の前方には液晶パネル５が配置されている。

光学シート４の端部は図２に示されるように、感温素子であるところのバイメタル６の上端に固定金具７により接続されている。このバイメタル６は内側の金属よりも外側の金属の膨張率を大きくしており、温度が上昇すると、半円が縮むように変形する。光学シート４は常温で一定のテンションがかけられてこのバイメタル６に支持されており、バイメタル６の下端は筐体１に固定されている。

このように光学シート４が両側に引っ張られて支持されたことにより、バックライト装置の蛍光管２が点灯して、その輻射熱や雰囲気温度の上昇により、光学シート４が熱膨張すると、同時に、バイメタル６が変形して上端が下降をする。その結果、光学シート４の膨張分がバイメタル６の下降動作により吸収されてしまい、光学シート４の中央部分にしわが発生することがなくなる。また、バックライト装置の蛍光管２が消灯されて雰囲気の温度が常温に低下して、光学シート４が収縮すると、その収縮分に相当する分だけバイメタル６が伸びることになる。つまり、膨張前の状態に復帰することになる。

図３は第２の実施形態の要部を拡大して模式的に示した図である。この実施形態は直線状のバイメタル８を使用したものであり、光学シート４の下端を断面Ｆ字形の固定金具９を介してバイメタル８の右端に固定し、バイメタル８の左端を筐体１に固定している。このバイメタル８は上側の金属の膨張率を大きくしており、温度が上昇すると、右端が下降するように変形して、光学シート４の伸びを吸収することができる。

図４は第３の実施形態の要部を拡大して模式的に示した図であり、図（ａ）が常温状態を示し、図（ｂ）が温度が上昇した状態を示す。この実施形態は直線状のバイメタル１１を使用したものであり、光学シート４の下端を固定金具１２を介してバイメタル１１の中央部分に固定し、バイメタル１１の左右を支持金具１３，１４を介して図示しない筐体に固定している。このバイメタル１１は下側の金属の膨張率を大きくしており、温度が上昇すると、中央部分が下降するように変形して、光学シート４の伸びを吸収することができる。なお、この実施形態では、バイメタル１１の左右を支持金具１３，１４により支持して、その中央部分に光学シート４の下端を接続しているため、温度変化時に光学シート４はその延長方向にのみ移動して、光学シート４の厚み方向（図の左右方向）には移動しないため理想的な動作をする。すなわち、光学シート４とその前後に配置されている液晶パネルおよび拡散板との隙間は、雰囲気温度が変化しても常に一定に保たれる。

上述した３つの実施形態では、光学シート４の上下両端にバイメタル６，８，１１を接続したが、上下いずれか一方だけにバイメタル６，８，１１を接続する構成とすることも可能である。さらには、図示していないが、光学シート４の左右端部の両方または片方にもバイメタル６，８，１１を接続して、横方向の膨張を吸収させる構成とすることも可能である。また、光学シート４の膨張量とバイメタル６，８，１１の変形量が一致しない場合があるが、その場合は光学シート４とバイメタル６，８，１１との間等にゴム膜等の弾性を有する部材を連結することで不一致分を弾性変形により吸収することが好ましい。

なお、バイメタル６，８，１１は光学シート４の縁全長にわたって設ける必要はなく、中央部分の１箇所、両端の２箇所、または均等に分割した３箇所以上の位置に設置することが可能である。その場合は、光学シート４の縁部分に剛性を有する直線状の固定金具７９，１２をいったん接続して、その固定金具にバイメタルを接続することが好ましい。

本発明は、バックライト装置以外には、温度が変動する雰囲気中に光学シートを支持する構造を有する他の光学機器、装置に利用可能である。

本発明のバックライト装置を用いた液晶表示装置の第１の実施形態を示し、図（ａ）は正面図、図（ｂ）は縦断面図である。 図１の（ａ）の下端を拡大して模式的に示した図である。 第２の実施形態の要部を拡大して模式的に示した図である。 第３の実施形態の要部を拡大して模式的に示した図であり、図（ａ）は常温状態を示し、図（ｂ）は温度上昇時を示す図である。

符号の説明

１ 筐体
２ 蛍光管
３ 拡散板
４ 光学シート
５ 液晶パネル
６ バイメタル
７ 固定金具
８ バイメタル
９ 固定金具
１１ バイメタル
１２ 固定金具
１３，１４ 支持金具

Claims (5)

1. 光源の前方に拡散板を配置し該拡散板の前面に光学シートを配置したバックライト装置において、
   前記光学シートの縁に温度上昇すると変形する感温素子を接続して、感温素子の光学シートとの接続部分が温度上昇による光学シートの膨張分を吸収するように変位する構成とするとともに、前記光学シートに外方向への張力を付与して支持したことを特徴とするバックライト装置。
2. 請求項１に記載のバックライト装置において、
   前記感温素子はバイメタルにより構成したことを特徴とするバックライト装置。
3. 請求項１または２に記載のバックライト装置において、
   前記拡散板および光学シートの形状を矩形にして、相対する短辺または長辺いずれかの一方の辺の縁に前記感温素子を接続したことを特徴とするバックライト装置。
4. 請求項１または２に記載のバックライト装置において、
   前記拡散板および光学シートの形状を矩形にして、相対する短辺および長辺のそれぞれの一方の辺の縁に前記感温素子を接続したことを特徴とするバックライト装置。
5. 請求項１または２に記載のバックライト装置において、
   前記拡散板および光学シートの形状を矩形にして、４辺それぞれの縁に前記感温素子を接続したことを特徴とするバックライト装置。

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